垃圾焚烧处理及余热发电

广 东 电 力 年 第 期垃 圾 焚 烧 处 理 及 余 热 发 电轻 工 业 部 广 州 设 计 院 何 伟 才 宣 亦 农 卢 乃 查摘 要 垃 圾 的 处 理 问 题 正 困 扰 着 城 市 的 发展 , 是 城 市 环 境 卫 生 的 突 出 问 题 。 采 用 焚烧 处 理 法 可 使 垃 圾 减 容 量 化 , 无 害化 , 资 源 化 , 已 引 起 了 各 国 的 高 度 重 视 和大 力 推 广 , 我 国 在 这 方 面 刚 刚 起 步 , 但 这是 一 个 发 展 的 趋 势 。垃 圾 处 理 方 法 的 趋 势随 着 各 国 工 业 化 及 城 市 化 的 进 程 加快 , 城 市 化 的 发 展 给 城 市 自 身 带 来 诸 多 间题 , 其 中 之 一 便 是 垃 圾 处 理 问 题 。 社 会 的发 展 及 人 民 生 活 水 平 的 提 高 , 导 致 城 市 垃圾 不 断 增 多 , 垃 圾 的 成 分 趋 于 复 杂 , 垃 圾处 理 难 度 越 来 越 大 。 由 于 垃 圾 围 困 城 市 ,垃 圾 的 有 害 物 质 对 居 民 的 健 康 及 生 存 构 成严 重 的 威 胁 , 直 接 或 间 接 影 响 到 生 态 平衡 , 拉 圾 已 成 为 城 市 的 公 害 。 因 此 如 何 有效 地 处 理 拉 圾 是 摆 在 我 们 面 前 的 严 峻 问题 , 也 是 城 市 发 展 规 划 不 可 避 免 的 现 实 。年 代 前 , 垃 圾 数 量 不 大 , 成 分 单一 , 且 垃 圾 中 的 灰 分 比 例 较 高 , 所 以 垃 圾的 处 理 主 要 采 用 卫 生 填 埋 与 堆 肥 处 理 方法 。 但 这 两 种 方 法 占 地 面 积 大 , 严 重 污 染环 境 , 且 不 利 于 垃 圾 有 用 物 质 的 回 收 利用 , 同 时 影 响 地 面 水 的 质 量 , 还 存 在 着 沼气 处 理 问 题 , 前 不 久 土 耳 其 垃 圾 场 就 因 沼气 瀑 炸 造 成 人 员 伤 亡 事 故 。 因 此 传 统 的 填埋 方 法 已 满 足 不 了 城 市 的 发 展 和 环 境 保 护的 要 求 。现 代 对 垃 圾 的 处 理 方 法 是 要 达 到 垃 圾的 无 害 化 、 减 容 量 化 、 资 源 化 的 目的 焚 烧 法 是 达 到 这 一 目 的 有 效 途 径 。年 代 后 , 垃 圾 不 但 大 量 增 加 , 垃 圾 的 成 分也 发 生 了 很 大 的 变 化 , 可 燃 物 在 垃 圾 中 的比 例 明 显 上 升 , 为 垃 圾 的 焚 烧 奠 定 了 基础 。 根 据 垃 圾 的 燃 烧 特 性 , 当 其 热 值 大 于时 , 不 需 外 加 燃 料 便 能 维 持燃 烧 , 发 达 国 家 垃 圾 的 热 值 已 远 远 超 出 此值 。 焚 化 处 理 既 可 使 垃 圾 高 温 灭 菌 , 达 到无 害 化 。 又 可 使 垃 圾 减 容 , 减 量 达一 , 延 长 了 填 埋 场 寿 命 , 少 占 用 土地 , 而 且 还 可 采 用 焚 烧 余 热 供 气 或 发 电 ,达 到 资 源 化 的 目 的 因 此 垃 圾 的 焚 烧 处 理是 发 展 的 必 然 趋 势 。垃 圾 焚 烧 处 理 在 国 外 的 发 展垃 圾 的 焚 烧 处 理 已 有 多 年 的 历史 , 年 英 国 建 立 了 世 界 上 第 一 座 都市 垃 圾 焚 化 厂 垃 圾 的 焚 烧 最 初 采 用 固 定床 燃 烧 , 后 来 丹 表 采 用 了 旋 转 带有 耐 火 衬 里 的 旋 转 窑 式 焚 化 炉 。 第 二 次 世界 大 战 以 后 , 中 小 型 垃 圾 焚 化 炉 在 一 般 都市 中 使 用 , 在 炉 内 增 设 水 冷 壁 , 利 用 废 热干 燥 垃 圾 并 产 生 蒸 汽 推 动 了 引 风 机 , 这 是最 原 始 的 能 源 回 收 方 式 , 设 计 非 常 简 陋 ,并 没 有 考 虑 焚 化 效 率 及 排 气 处 理 直 到 有了 环 境 法 规 的 严 格 要 求 , 设 计 才 不 断 完善 ,降 低 空 气 的 使 用 量 , 并 安 装 了 二 次 燃烧 室 及 排 气 处 理 系 统 日 本 的 垃 圾 能 源 开发 开 展 非 常 快 , 已 普 及 到 中 小 城 市 , 垃 圾一 一焚 化 处 理 率 达 。 法 国 已 建 立 余 台 垃 圾 焚 烧 炉 。 新 加 坡 的 垃 圾 焚 烧 率 达, 并 于 年 建 立 一 座 处 理 量 为的 垃 圾 发 电 站 已 实 现 了 垃 圾全 部 焚 烧 化 。 瑞 上 的 焚 烧 率 为 , 丹麦 为 美 国 原 为 , 从 年 代 起美 国 政 府 开 始 改 变 这 种 状 况 , 投 人 大 量 资金 准 备 到 年 提 高 到 。 澳 门 也 建成 了 处 理 能 力 为 的 垃 圾 焚 烧厂 , 年 投 入 使 用 , 垃 圾 全 部 焚 烧 处理 。 目 前 , 焚 烧 厂 的 垃 圾 焚 烧 量 逐 渐 向 大容 量 发 展 。 美 国 年 一 年 投 产 工程 平 均 处 理 量 为 , 年 一年 平 均 为 , 年 平 均 为。垃 圾 焚 烧 发 电 的 工 艺 流 程了 了 燃 料 及 烟 气 侧 的 工 作 流 程燃 料 及 烟 气 侧 系 统 图 如 图 所 示 , 主要 设 备 有翼翼翼, 叨只只 六 髯髯图 燃 料 及 烟 气 侧 系 统 图 地 中 衡 称 量 及 记 录 进 厂 垃 圾量 和 灰 渣 的 运 出 量 。垃 圾 贮 存 槽 以 能 贮 存 最 大 日处 理 量 的 一 天 容 积 为 原 则 , 以 保 证 垃圾 焚 烧 的 连 续 性 及 便 于 垃 圾 的 混 合 , 对 含水 量 较 高 的 垃 圾 还 起 析 水 的 作 用 。 槽 内 应保 持 负 压 状 态 , 以 防 止 臭 气 外 溢 。一 一吊 车 及 抓 斗 将 贮 存 槽 内 的 垃圾 送 到 垃 圾 喂 料 斗 , 搅 拌 贮 存 槽 内 的 垃圾 , 使 垃 圾 的 品 质 均 匀 , 有 利 于 焚 烧垃 圾 焚 烧 炉 这 是 垃 圾 焚 烧 处理 厂 的 主 体 设 备 。 垃 圾 在 炉 内 完 成 烘 卜 、燃 烧 、 燃 尽 的 过 程 。 由 于 垃 圾 热 值 低 , 炉体 体 积 要 比 一 般 燃 煤 锅 炉 大 得 多 又 由 卜垃 圾 成 分 的 特 殊 性 , 垃 圾 燃 烧 的 益 度 必 须满 足 环 保 及 防 止 结 焦 的 要 求 , 受 热 面 的 布置 必 须 考 虑 到 的 高 温 腐 蚀 。 焚 烧 方式 大 体 上 有 炉 排 式 、 旋 转 炉 窑 式 、 流 化 床式 三 种 。 目 前 使 用 较 多 的 炉 型 为 炉 排 炉 ,而 且 形 式 多 样 , 有 顺 向 推 动 炉 排 、 逆 向 推动 炉 排 、 滚 动 炉 排 、 摆 动 式 炉 排 。 采 用 各样 的 形 式 , 目 的 都 是 使 垃 圾 有 良 好 的 搅 动动 作 用 并 能 与 空 气 充 分 混 合脱 除 装 置 垃 圾 中 含 有 氯化 系 的 塑 胶 类 物 质 , 焚 烧 过 程 中 会 产 生气 体 。 国 内 外 对 的 排 放 有 严 格的 标 准 。 目 前 对 烟 气 中 的 脱 除 方 法有 湿 式 洗 涤 法 、 半 湿 式 洗 涤 法 、 干 式 处 理法 。 采 用 湿 式 洗 涤 法 效 率 较 高 , 但 会 带 来二 次 污 染 及 产 生 白 烟 。除 尘 器 焚 烧 炉 出 日 烟 气 含 尘量 约 为 一 , 对 含 灰 量 大 的 垃 圾 ,排 尘 浓 度 还 要 高 些 , 一 般 采 用 静 龟 除 尘 器或 布 袋 除 尘 器 除 尘 。 布 袋 除 尘 器 采 用 喷 人试 剂 法 , 可 同 时 达 到 去 除 的 功 效 。引 风 机 垃 圾 焚 烧 沪 韵 过 量 空气 系 数 一 般 为 仃 左 右 , 引 内 机 的 配 备要 比 同 容 量 的 锅 炉 大 。 , 烟 囱 由 于 垃 圾 成 分 的 特 殊性 , 燃 烧 产 生 的 烟 气 污 染 物 质 复 杂 , 因 此对 烟 囱 的 高 度 要 求 也 较 高 。灰 渣 吊 机 灰 渣 池 的 灰 渣 由 灰渣 吊 机 送 到 灰 渣 运 输 车 。灰 渣 池 锅 炉 排 渣 、 锅 炉 沉灰 、 除 尘 器 收 集 灰 都 送 至 灰 渣 池 。吸 铁 器 垃 圾 中 含 有 铁 金 属 ,焚 烧 后 仍 留 在 灰 渣 中 , 可 经 吸 铁 器 回 收 后利 用 。出 渣 机 二 出 渣 机 应 同 时 达 到 出渣 与 密 封 的 目 的 , 避 免 出 渣 时 大 量 漏 人 空气 。空 气 预 热 器 垃 圾 的 水 分 较高 , 对 热 空 气 温 度 要 求 也 高 , 特 别 是 烘 干段 的 热 空 气 要 求 有 更 高 的 温 度 。蒸 汽 空 气 加 热 器 为 了 能 得 到较 高 的 热 空 气 温 度 , 首 先 用 蒸 汽 把 空 气 加热 到 一 定 的 程 度 , 然 后 由 烟 气 空 气 预 热 器加 热 到 更 高 的 温 度 。巧 鼓 风 机 垃 圾 的 热 值 低 , 所 要求 的 过 量 空 气 系 数 大 , 与 相 同 容 量 的 锅 炉比 较 , 鼓 风 机 风 量 大 、 压 力 高 。垃 圾 由 垃 圾 收 集 车 运 至 垃 圾 贮 存 槽后 , 由 垃 圾 吊 车 送 到 炉 内 燃 烧 。 垃 圾 在 炉内 经 烘 干 、 燃 烧 、 燃 尽 , 完 成 燃 烧 过 程 。燃 烬 物 灰 渣 由 排 渣 沉 排 出 锅 炉 , 经 除 铁 后由 运 送 带 送 至 灰 渣 池 。 锅 炉 沉 灰 及 经 除 尘器 分 离 出 来 的 飞 灰 也 送 至 灰 渣 池 , 灰 渣 由灰 渣 吊 机 送 至 运 输 车 运 离 厂 。垃 圾 燃 烧 后 的 高 温 烟 气 经 炉 膛 、 对 流受 热 面 、 省 煤 器 、 空 气 预 热 器 排 出 锅 炉 ,排 烟 温 度 约 为 , 烟 气 去 除 、 除尘 后 经 烟 囱 排 往 大 气 。燃 烧 空 气 首 先 经 蒸 汽 加 热 到 一 定 温度 , 再 由 烟 气 空 气 预 热 器 加 热 到 更 高 的 温度 , 才 能 使 含 水 分 的 垃 圾 得 到 较 好 的 烘 干与 燃 烧 。 一 部 分 空 气 作 为 二 次 风 送 到 炉 排上 方 , 与 炉 膛 烟 气 混 合 , 使 燃 烧 更 完 全 。了 汽 、 水 工 质 流 程汽 、 水 上 质 流 程 如 图 所 示 , 其 工 作原 理 与 一 般 小 型 热 电 站 无 异 , 但 必 须 多 配备 一 台 高 温 冷 凝 器 。 垃 圾 处 理 厂 的 主 要 目的 是 焚 烧 处 理 垃 圾 , 当 汽 轮 机 维 修 或 故 障时 , 垃 圾 的 焚 烧 并 不 能 停 止 , 产 生 的 蒸 汽不 能 直 接 排 放 到 大 气 中 , 以 免 产 生 强 烈 噪音 , 须 用 高 温 冷 凝 器 凝 结 水 回 收 。沁 拍 电 物瓦 粗 心 硬 容拐拐 梦梦图 汽 、 水 侧 工 质 流 程 示 意 图我 国 垃 圾 焚 烧 处 理 的 概 况随 着 经 济 的 发 展 , 我 国 环 境 意 识 也 逐步 增 强 , 国 家 要 求 各 级 人 民 政 府 和 有 关 部 在 制 定 和 实 施 发 展 战 略 时 , 要 实 行 “ 经济 建 设 、 城 乡 建 设 、 环 境 建 设 同 步 规 划 、同 步 实 施 、 同 步 发 展 ” 的 指 导 方 针 , 要 求广 泛 开 始 开 展 固 体 废 弃 物 、 生 活 垃 圾 综 合利 用 和 无 害 化 处 理 , 尽 快 解 决 垃 圾 围 城 状况 。 我 国 目 前 城 市 清 运 垃 圾 量 达 每 年万 吨 以 上 , 相 当 于 万 吨 标 准 煤的 热 值 。 我 国 土 地 资 源 贫 乏 , 如 全 部 采 用填 埋 的 方 法 , 将 占 用 大 量 土 地 且 浪 费 能源 。 但 目 前 我 国 的 大 部 分 垃 圾 水 分 及 灰 分高 、 热 值 低 , 难 以 达 到 焚 烧 的 要 求 , 但 各大 城 市 及 沿 海 中 小 城 市 , 生 活 水 平 较 高 ,煤 气 使 用 率 也 较 高 , 这 些 地 区 的 垃 圾 热 值基 本 上 可 以 满 足 余 热 利 用 要 求 , 且 这 些 地区 的 土 地 资 源 宝 贵 , 可 鼓 励 这 些 地 区 采 用焚 烧 技 术 处 理 垃 圾 , 以 达 到 节 约 土 地 资源 、 保 护 环 境 、 利 用 能 源 的 目 的 。 深 圳 市于 年 引 进 日 本 三 菱 马 丁 炉 排 炉 二台 , 开 创 了 我 国 垃 圾 焚 烧 处 理 的 先 河 。 全套 引 进 国 外 设 备 价 格 过 于 昂 贵 , 对 于 目 前须 由 市 政 投 资 建 设 这 样 的 项 目 是 较 为 沉 重一 一的 负 担 。 我 国 在 劣 质 燃 料 锅 炉 方 面 有 丰 富的 经 验 , 可 引 进 国 外 关 键 设 备 与 技 术 , 进行 焚 烧 炉 的 国 产 化 , 汽 轮 发 电 机 及 辅 机 设备 可 全 部 采 用 国 内 产 品 , 这 样 可 以 节 省 大量 的 资 金 和 外 汇 。 目 前 轻 工 业 部 广 州 设 计院 为 珠 海 市 设 计 的 垃 圾 焚 烧 工 程 , 便 是 走国 产 化 的 道 路 。 该 工 程 的 燃 烧 设 备 引 进 美国 炉 排 公 司 产 品 , 炉 本 体 由无 锡 锅 炉 厂 引 进 美 国 动 力 公 司技 术 进 行 制 造 。 该 工 程 规 模 为 火, 发 电 量 约 为 , 可 使 珠海 市 垃 圾 全 部 实 现 焚 烧 化 。目 前 , 我 国 在 垃 圾 焚 烧 方 面 刚 刚 起步 , 随 着 生 活 水 平 的 提 高 , 垃 圾 热 值 的 升高 及 焚 烧 技 术 国 产 化 的 成 熟 , 垃 圾 的 焚 烧处 理 将 得 到 进 一 步 的 发 展 。 在 开 发 这 一 新领 域 时 , 应 结 合 我 国 的 经 济 水 平 及 垃 圾 特性 , 借 鉴 国 外 经 验 , 避 免 损 失 和 浪 费 。参 考 文 献 略多 寺 子 争 争 带 令 争 干 分 争 令 干 分 伞 令 辛 争 令 辛 令 争 争 令 余 令 争